CN202213886U - 一种大型金属容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种大型金属容器，它包括容器基础、容器壁和顶盖，所述容器基础为钢筋混凝土结构，所述容器壁和顶盖为金属结构，所述容器基础内设有圈梁和与圈梁适应的预埋件，所述圈梁内侧设有与圈梁焊接的水平钢筋，所述容器基础内还设有竖向插筋，所述容器壁包括至少一节壁板，相邻两节壁板以及顶盖与相邻壁板之间牢固连接。本实用新型克服了金属结构底的缺陷；具有钢筋混凝土底的坚如磐石、抗震、无电化学腐蚀的牢固性和稳定性；兼容了钢筋混凝土容器和金属结构容器的优点，延长了寿命；所提供的制备方法无高空作业，可以保证施工安全，保证施工进度和施工质量。

Description

一种大型金属容器

技术领域

本实用新型涉及箱罐容器领域，尤其涉及一种大型金属容器。

背景技术

大型容器是指其容积等于或大于1000m³以上的箱、罐容器，它主要应用于各种水箱、油罐以及石油产品、化工原料和化工产品的储存容器。容器越大，投资越多，加工工艺要求越高，加工技术越复杂，而容器寿命长短是运行安全、经济、可靠的重要指标。大型容器按结构可分为两类：一 钢筋混凝土结构，容器的底、壁和顶盖均采用钢筋混凝土浇铸；二 金属结构，容器的底、壁、和顶盖均采用金属材料加工而成。

近年来，钢筋混凝土结构和金属结构的大型容器的跑冒滴漏和衍生事故屡有发生，有时造成很严重的社会影响。因此，必须对储存容器的安全、可靠引起广泛重视，将事故的发生率降低到最低限度。

钢筋混凝土结构的大型容器主要存在三个问题：(1) 容器越大，占地面积越大，由于地质构造原因，沉降不均匀，器壁容易开裂；(2) 容器越大，混凝土用量越多，由于混凝土浇铸的连续性原因，灌浆接缝位置容易泄漏；(3) 钢筋混凝土构筑物属于刚性结构，当外加应力大于其极限强度时，例如地震，宁断不屈，使震灾扩大化，所以，大型容器很少采用钢筋混凝土结构。

金属结构的大型容器也存在不足之处，主要问题在底板的加工，大型金属容器的加工程序，通常先浇铸混凝土基础，然后在基础上按顺序加工底板、壁板和顶盖，其加工质量存在如下问题：(1) 容器底板在混凝土基础上拼接对焊完成后，底板的下侧靠近基础的一面，不可能作防腐涂层，由于焊接，钢板的金相结构发生变化，同时产生焊接应力，在温度变化时产生结露，在大气二氧化碳和氧的作用下，很容易产生电化学腐蚀，沿焊缝腐蚀穿孔。为了创造防腐条件，在基础上曾经铺设沥青炒豆砂垫层，该措施对延长容器寿命非常有限，在含水量多时，只能起沥水和排水作用，不能阻止底板的电化学腐蚀。根据地区不同，空气湿度不同，昼夜温差变化不同，直接影响电化学腐蚀速度，少则几年，多则十几年，即连续不断的出现腐蚀穿孔。有些单位为了延长容器的使用寿命，采取无限制的增加底板厚度的做法，用大面积的增加厚度应对腐蚀穿孔的局部腐蚀，腐蚀的条件没有解决，显然，会造成大量金属材料的浪费，使容器造价不断上升。

(2) 容器底板在加工过程中，由于局部焊接受热而产生变形，产生鼓包，底板大面积悬空在基础表面之上，当施工人员踩踏、堆放重物、填充储存介质、或液位变化时，由于底板变形，会发出雷鸣般响声。底板反复变形会导致容器内部的防腐衬里老化、龟裂、脱落，产生腐蚀。

(3) 为了减小底板大面积鼓包变形，在混凝土基础上采取棋盘式布点预埋件，将钢板分块焊接在预埋件上。这样加工，底板的变形幅度减小了，使焊接工作量大幅度增加了，造成焊缝腐蚀穿孔的焊口也增加了。但是这种加工方法不仅使钢材消耗量越来越多，而且使得加工工艺也变得越来越复杂。

发明内容

本实用新型针对现有技术中钢筋混凝土结构和金属结构的大型容器存在的上述缺陷和不足，提供了一种大型金属容器，它由“钢筋混凝土容器”的底与“金属结构容器”的壁及顶盖组成，它集合了钢筋混凝土结构和金属结构的优点，提高了大型金属容器的稳定性，还延长了大型容器的寿命。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

一种大型金属容器，它包括容器基础、容器壁和顶盖，所述容器基础为钢筋混凝土结构，所述容器壁和顶盖为金属结构，所述容器基础与容器壁固定连接，所述容器基础内设有圈梁和与圈梁适应的预埋件，所述圈梁内侧设有与圈梁焊接的水平钢筋，所述容器基础内还设有竖向插筋，所述容器壁包括至少一节壁板，相邻两节壁板以及顶盖与相邻壁板之间牢固连接。

对技术方案的进一步改进：所述预埋件的中心位置与圈梁直径和容器外径相同，所述预埋件的间距为1000±100mm。

对技术方案的进一步改进：所述预埋件与圈梁之间设有用于调节水平的垫片。

对技术方案的进一步改进：所述容器基础包括一次浇灌基础和二次浇灌基础，所述竖向插筋设于一次浇灌基础和二次浇灌基础之间，圈梁内侧水平钢筋呈网状布置，所述竖向插筋顶端处于水平钢筋的交点处。

对技术方案的进一步改进：所述一次浇灌基础一侧留有用于安装底排污口的沟道缺口，所述沟道缺口上焊接槽钢，所述沟道缺口处设有用于焊接固定槽钢的两个沟道预埋件。

对技术方案的进一步改进：所述圈梁外侧设有周向钢筋和辐向钢筋。

对技术方案的进一步改进：所述辐向钢筋由所述竖向插筋冷煨90°而成，辐向钢筋的弯角处绑扎形成周向钢筋，辐向钢筋的内端与圈梁焊接，辐向钢筋的间距为500±50mm。

对技术方案的进一步改进：沿所述容器壁外壁圆周线在圈梁上还焊接有作为圆周模板的三角加强筋。

对技术方案的进一步改进：在所述容器壁最下一节壁板上设有侧人孔。

对技术方案的进一步改进：所述圈梁采用工字钢圈梁或H钢圈梁。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：

(1) 本实用新型所述大型金属容器因没有金属结构底，也就不存在金属结构底存在的下述缺陷：金属结构底外表面容易被腐蚀、底板焊接易变形、防腐衬里龟裂脱落、电化学腐蚀穿孔以及寿命短的问题。

(2) 本实用新型所述大型金属容器具有钢筋混凝土底，钢筋混凝土底具有坚如磐石、抗震、无电化学腐蚀的牢固性和稳定性。

(3) 本实用新型所述大型金属容器将容器基础和容器兼容，克服了钢筋混凝土容器和金属结构容器的缺点，兼容了两者的优点，延长了寿命，可以应用30年。

(4) 本实用新型所提供大型金属容器的制造方法无高空作业；一切金属加工和钣金作业都在地面进行；可以保证施工安全；保证施工进度和施工质量。

结合附图阅读本实用新型的具体实施方案后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型中一次浇灌基础与预埋件的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是本实用新型中安装有圈梁和槽钢后的一次浇灌基础结构示意图。

图3A是圈梁、垫片与预埋件的连接关系示意图。

图3B是槽钢、垫片与预埋件的连接关系示意图。

图4是图3的俯视图。

图5是本实用新型中二次浇灌基础和钢筋布置示意图。

图5A是钢筋与圈梁焊接关系示意图。

图5B是钢筋与槽钢焊接关系示意图。

图6是图5的俯视图。

图7是本实用新型中重新确定容器的中心和外径，在圈梁上焊接三角加强筋的示意图。

图7A是三角加强筋与圈梁焊接关系示意图。

图8是图7的俯视图。

图9是本实用新型中大型金属容器内部起吊装置示意图。

图9A是圈梁、容器壁和三角加强筋的连接关系示意图。

图10是本实用新型中加工有侧人孔和底排污接口的大型金属容器竣工示意图。

图10A是壁板、圈梁、槽钢、三角加强筋及底排污接口相互焊接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步详细的说明。

实施例1

针对现有技术中大型金属容器存在的缺陷和不足，究其原因是容器底板的问题，所以，本实用新型提供了一种大型金属容器以解决现有技术中金属容器存在的不足。本实用新型所述大型金属容器是将容器基础与容器做成一个整体，对于金属容器本身而言，它没有底，因为它是由“钢筋混凝土容器”的底与“金属结构容器”的壁及顶盖组成的，它结合了两种结构的优点，同时克服了两种结构的缺点，形成一种新型结构容器。

本实用新型所述大型金属容器包括容器基础、容器壁19和顶盖14，所述容器基础包括一次浇灌基础1和二次浇灌基础20，所述一次浇灌基础1内设有预埋件2和圈梁，本实用新型圈梁采用工字钢（或H钢）圈梁3，所述预埋件2与工字钢圈梁3之间设有钢板垫片6，如图3A。所述一次浇灌基础1一侧留有沟道缺口4，在容器加工过程中可以作为底人孔出入，在沟道缺口处另加两个沟道预埋件5，规格与其他预埋件相同。在沟道缺口4上焊接槽钢7以对容器和基础之间进行密封，如图3B。圈梁内侧设有呈网状布置的水平钢筋9，所述水平钢筋的两端与圈梁焊接，圈梁外侧设有周向钢筋101和辐向钢筋102，辐向钢筋102的一端与圈梁3焊接，如图5A和5B。辐向钢筋的间距至少应满足500±50mm，沿容器壁外壁圆周线在圈梁上焊接三角加强筋11，见图7A。所述一次浇灌基础1和二次浇灌基础20之间设有竖向插筋8，竖向插筋的布置位置处在水平布置钢筋的交点处。

所述预埋件2是为安装圈梁3设置的，预埋件2的中心位置与圈梁3直径、容器外径相同；基础预埋件的规格为250×250×10mm，预埋件2的间距为1000±100mm，预埋件的顶面标高与一次浇灌基础标高相同；一次浇灌基础1直径等于容器外径+500mm；所述沟道缺口4规格为800×800×800mm；钢板垫片的尺寸分别为200×200mm和150×150mm，垫片的厚度根据间隙和高位差选择，通过垫片调节圈梁的水平度，并控制圈梁的顶面标高为±0.00m。三角加强筋的长边和短边尺寸分别为100mm和50mm，其厚度为20mm。

容器壁19包括第一节壁板12、第二节壁板13和第三节壁板15，当然本实用新型还包括更多节壁板，相邻两节壁板的对接焊口对接并焊接，顶盖与之相邻的壁板也对接焊接好，在最下一节壁板上加工侧人孔23，在沟道缺口处沿圈梁和槽钢焊接排污口钢板22，同时加工底排污口21，如图10。壁板与工字钢圈梁和三角加强筋焊接固定见图10A；沟道缺口处沿圈梁和槽钢焊接钢板及底排污接口见图10 A。

本实用新型制造大型金属容器的制造方法具体如下：

1. 无底大型金属容器的基础施工

为了说明制造方法，首先设定容器加工完成后布置在±0.00m标高a。将混凝土基础分一次浇铸和二次浇铸两个阶段进行浇铸。一次浇铸是将一次浇铸基础1浇灌到-0.25m标高b，并根据容器直径的大小设置预埋件2。如图1所示。基础是否需要打桩、基础的深度和配筋数量应根据当地的水文地质、地冻线深度、地震等级和容器载荷大小而定。

2. 基础工字钢圈梁的安装

本实用新型圈梁采用工字钢圈梁，在工字钢圈梁安装之前，根据容器外径将工字钢煨成圆环段。然后在一次浇灌基础1上核定容器圆心、容器外径，即工字钢圈梁3的中心直径并画线定位，预埋件的位置尺寸可能有偏移，应该以重新核定的画线定位为准。

将工字钢圈梁分段就位，在预埋件2与工字钢圈梁3之间加钢板垫片6。 

为了将容器与基础之间进行严密封闭，在沟道缺口上焊接槽钢7，槽钢7与工字钢圈梁3焊接，槽钢的高度、水平调节和顶面标高与圈梁相同。圈梁和槽钢的规格，一般选用20#工字钢和20#槽钢。

圈梁的水平和标高调节完成后，将圈梁的圆环段、对接、点焊、成整体圆，重新核定圆径，然后将圈梁焊接成圆。重新检验圈梁的水平和标高，准确无误后，将垫片与预埋件焊接牢固。最后，将圈梁与垫片焊接牢固。这个安装程序的作用：一 防止出现不可纠正的错误；二 尽量消除安装应力，如图3所示。

圈梁、垫片、槽钢与预埋件的相对关系，见图3A和3B。圈梁、槽钢、垫片、预埋件之间的焊缝，采取三角、连续焊接，焊缝高度8mm.

3. 基础二次浇灌和钢筋布置

工字钢圈梁3焊接固定完工后，进行二次浇灌形成二次浇灌基础20，其顶面与圈梁抹平到±0.00m，基础的一次浇灌与二次浇灌之间，应有竖向插筋8，形成一个整体，插筋的布置位置应处在水平布置钢筋的交点处，圈梁内侧的水平钢筋9采取网状布置，两端与圈梁焊接，圈梁外侧的钢筋采取周向布置和辐向布置，辐向钢筋102的一端与圈梁3焊接，辐向钢筋由竖向插筋8冷煨90度而成，弯角处绑扎形成周向钢筋101，辐向布置钢筋的间距，至少应满足500±50mm，见图5和图6。

钢筋与圈梁和槽钢相互关系，见图5A和5B，钢筋与圈梁、槽钢之间的焊缝，采取三角周围焊接，焊缝高度8mm。

4. 容器加工质量控制措施

二次浇灌基础水泥固化后，在基础上重新确定圆心，根据容器外壁直径，在圈梁上画出容器壁位置圆周线，然后，沿外壁圆周线在圈梁上焊接三角加强筋11。三角加强筋的作用有两个：一 在容器壁加工过程中作为模具，控制容器壁的圆周率和容器外径尺寸，防止变形；二 作为器壁与底板焊口的加强筋，三角加强筋的长边和短边尺寸分别为100mm和50mm，其厚度为20mm。见图7和图8。

三角加强筋与圈梁焊接的相对位置，见图7A和图7B，三角加强筋与圈梁焊接的焊缝，采取三角、连续焊接，焊缝高度10mm。

5. 容器加工顺序

三角加强筋焊接完工后，沿三角加强筋内侧摆放壁板，并焊接成圆，首先加工上数第一节壁板12和第二节壁板13，并将两节壁板的对接焊口对齐，焊接好，再加工容器顶盖14。

顶盖14加工完成后，用手动葫芦17吊起，依次加工第三节壁板15、第四节壁板，直到最后一节。

加工顺序所以这样安排，是因为事先在容器壁内侧已经安装好起吊工具，包括：撑杆16、手动葫芦17、连接件和加工顶盖用的操作平台，需要一定的操作空间。手动葫芦沿容器壁内侧周向布置，手动葫芦的布置间距，间距越小，起吊时壁板不容易变形，一般每2～3m设置一个，悬挂在撑杆上。手动葫芦的个数应能承载容器的总重量。手动葫芦的起吊高度应大于一节壁板的宽度，以便吊起加工下一节壁板。每加工一节，应将吊起的部分放下，进行对焊连接，然后，将吊耳环18移到下一节，重新吊起，再加工下一节，依次类推。见图9。

壁板的摆放位置见图9A，壁板和顶盖所有对接焊口均采取双面、三角、连续焊接，焊缝高度不低于最薄焊件。

6. 无底大型金属容器的固定

容器壁板最后一节加工完成后，将吊起的部分放下，与最后一节壁板对焊连接，这时，起吊工作已经完成。

将最后一节壁板与基础工字钢圈梁和三角加强筋焊接固定，焊缝采取双面、三角、连续焊接，焊缝包括垂直对接焊缝24和水平对接焊缝25，焊缝高度应根据壁板厚度确定，一般不小于10mm.

这时，作为容器施工工作尚未完成，还应在最后一节器壁上加工侧人孔，当基础沟道缺口改装为底排污口后供人员、工具出入。在基础缺口处沿圈梁和槽钢焊接排污口钢板22，同时加工底排污口21。容器内部的施工工具和材料可以从侧人孔23取出。见图10。

壁板与工字钢圈梁和三角加强筋焊接固定见图10A，沟道缺口处沿圈梁和槽钢焊接钢板及底排污接口见图10A。

7. 混凝土基础的表面处理

金属加工完成后，钢筋混凝土基础需要进行处理，为了防止水泥沙浆粉末脱落，首先采用环氧腻子将所有楞角、沟槽、凹坑刮平，然后，用环氧树脂漆衬一层棉纱布，再涂一道环氧树脂面漆，可以保证30年不会脱落，同时，为后期防腐衬里打好基础（如果要求防腐衬里）。

本实用新型记载了无底大型金属容器及其施工工艺，如何能使无底大型金属容器结构准确、无误、兑现预想的效果，必须有可靠的施工程序、施工要求、先后顺序、质保措施等技术要求作保证。既然是施工组织，对施工过程中的一些细节不需要面面俱到，例如：手动葫芦怎样安装、平台如何搭设、容器的顶人孔、溢流口、仪表接口等什么时候安装，这些因素对新型结构容器的兑现无大影响，可以由施工单位根据施工现场情况适当安排。

在施工过程中，选用手动葫芦作为起吊工具，而不用大型吊车，即方便又经济、可以保证加工质量，容器不易变形，手动葫芦可以重复利用，节省大型专用起吊工具，节省大型吊车租赁费，不需要宽敞的施工场地，为施工提供了各种便利条件，这些条件都属于质量保证措施。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种大型金属容器，其特征在于它包括容器基础、容器壁和顶盖，所述容器基础为钢筋混凝土结构，所述容器壁和顶盖为金属结构，所述容器基础与容器壁固定连接，所述容器基础内设有圈梁和与圈梁适应的预埋件，所述圈梁内侧设有与圈梁焊接的水平钢筋，所述容器基础内还设有竖向插筋，所述容器壁包括至少一节壁板，相邻两节壁板以及顶盖与相邻壁板之间牢固连接。

2.根据权利要求1所述的一种大型金属容器，其特征在于所述预埋件的中心位置与圈梁直径和容器外径相同，所述预埋件的间距为1000±100mm。

3.根据权利要求2所述的一种大型金属容器，其特征在于所述预埋件与圈梁之间设有用于调节水平的垫片。

4.根据权利要求1所述的一种大型金属容器，其特征在于所述容器基础包括一次浇灌基础和二次浇灌基础，所述竖向插筋设于一次浇灌基础和二次浇灌基础之间，圈梁内侧水平钢筋呈网状布置，所述竖向插筋顶端处于水平钢筋的交点处。

5.根据权利要求4所述的一种大型金属容器，其特征在于所述一次浇灌基础一侧留有用于安装底排污口的沟道缺口，所述沟道缺口上焊接槽钢，所述沟道缺口处设有用于焊接固定槽钢的两个沟道预埋件。

6.根据权利要求1所述的一种大型金属容器，其特征在于所述圈梁外侧设有周向钢筋和辐向钢筋。

7.根据权利要求6所述的一种大型金属容器，其特征在于所述辐向钢筋由所述竖向插筋冷煨90°而成，辐向钢筋的弯角处绑扎形成周向钢筋，辐向钢筋的内端与圈梁焊接，辐向钢筋的间距为500±50mm。

8.根据权利要求1所述的一种大型金属容器，其特征在于沿所述容器壁外壁圆周线在圈梁上还焊接有作为圆周模板的三角加强筋。

9.根据权利要求1所述的一种大型金属容器，其特征在于在所述容器壁最下一节壁板上设有侧人孔。

10.根据权利要求1所述的一种大型金属容器，其特征在于所述圈梁采用工字钢圈梁或H钢圈梁。

Images